电容层析成像技术应用于低温流体反演成像的研究现状

高精度实时测量不同重力阶段贮箱内低温推进剂剩余量、空间分布以及低温两相流状态,已成为太空探索和安全储运的关键技术之一。电容层析成像(ECT)技术能非接触、实时和准确地反演重建贮箱内液体相分布图像。但相比于室温流体,低温流体液气介电常数比要小1个数量级以上,介电常数对压力和温度更敏感,ECT反问题方程病态性极强,电容测量噪声大且分辨率要求更高,传统基于灵敏场的反演算法难以达到实时和准确的反演要求。因此基于ECT的低温流体反演成像相比于室温流体如水-空气或油-空气,技术挑战更大。本文总结了国内外应用于低温流体ECT反演成像的算法以及系统的研究进展,有助于相关研究者全面了解研究现状和发展方向。

330 MW机组煤粉锅炉耦合油污泥低负荷燃烧数值模拟与试验研究

针对含油污泥的无害化处置问题,提出预处理后送入煤粉锅炉与煤粉耦合燃烧的技术路线,在330 MW机组四角切圆锅炉上做了改造,并进行了含油污泥的热重分析及含油污泥入炉后的数值模拟,开展了油污泥入炉低负荷稳燃试验。结果表明:含油污泥具有易着火且热值接近动力煤的特点,可提高锅炉低负荷稳燃能力;含油污泥入炉后火焰中心略微下移,排放的烟气NO_(x)量有所降低;锅炉最低稳燃负荷率可低至20.00%,对应燃烧器层炉膛温度上升30~50℃,煤粉燃烧器火检信号更稳定,飞灰含碳量从4.79%降至3.80%,证明了油污泥对低负荷工况下煤粉燃烧的促进作用;120 MW负荷下含油污泥入炉后,锅炉效率提高约0.23百分点,可降低供电煤耗率约0.7 g/(k W·h),含油污泥热值可替代标准煤约3.7 t/h,节能效果显著。

“双碳”目标下省域能源转型路径分析--以浙江省为例

为推动碳达峰碳中和目标下(以下简称“双碳”目标)浙江省能源转型,对浙江省能源发展变化趋势以及其他国家和地区能源发展情况进行比较分析,探索符合省情的能源转型路径。结果表明:浙江省能源对外依存度高,消费结构向低碳化发展缓慢,在清洁能源和节能方面发展空间大。建议强化顶层设计,建立完备的能源转型战略规划、政策法规、监管机制,推进产业结构优化升级,提高煤炭清洁利用水平,大力发展清洁能源,积极安全有序发展核电,构建多元化能源体系。

少水胺吸收剂CO_(2)捕集工艺的中试试验与技术经济性评价

化学吸收法是现阶段燃烧后CO_(2)捕集大规模应用的主要技术路线,但其运行和投资成本高是技术难题。该文采用基于有机胺构效关系开发的低再生能耗少水胺吸收剂,在真实燃烧后烟气条件下的中试平台上,试验研究少水胺吸收剂的CO_(2)捕集率、再生能耗、挥发性胺排放等性能,并通过流程模拟与成本测算,评估技术经济性。中试结果表明,烟气流量为260~280 m^(3)/h,CO_(2)浓度(干基)约12%,少水胺体系(水质量浓度约15%)实现稳定运行,CO_(2)捕集率高于90%,再生能耗低至2.35 GJ/t CO_(2),胺挥发排放较高(约110~380 mg/m^(3))。在Aspen Plus建立10000 m^(3)/h烟气CO_(2)捕集工艺流程,相比常规一乙醇胺(monoethanolamine,MEA)工艺,少水胺工艺系统的投资成本降低12%,运行成本降低20%。该少水胺吸收剂具有CO_(2)捕集率高、再生能耗低、系统投资和运行成本低等优势,有望在工业示范中应用。该文研究结果可为万t级/年CO_(2)捕集示范工程的设计提供一定依据。

基于激光吸收光谱的CO/CO_(2)/H_(2)S浓度同步在线测量研究

CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Herriott池,在室温低压下,开展不同CO/CO_(2)浓度配比下三种气体吸收率同步测量实验,结果表明三种气体的吸收率测量值与理论计算值相近,相对误差在6.82%以内,测量结果可靠性较高;然后对不同浓度CO/CO_(2)(0~2000μL·L^(-1))、H_(2)S(0~20μL·L^(-1))进行动态测量,结果表明,测量系统对三种组分浓度变化的响应具有较好的线性度。

PVDF膜接触器在电厂含氨废水处理中的应用研究

燃煤电厂含氨废水具有水量大、氨氮浓度高、水质波动大的特点,常规脱氨工艺处理困难.本文采用PVDF膜接触器处理燃煤电厂高浓含氨废水,考察了膜接触器类型、水侧流量、气侧真空度、气液接触面积、进水水质等因素对脱氮效率的影响.结果表明,基于PVDF膜接触器的气液分离工艺,能够将高浓含氨废水中的氨氮浓度由1 250 mg/L降至300 mg/L以下;外压式和内压式膜接触器都有理想的应用效果;提高膜接触器水侧流量、气侧真空度能够有效提高NH3传质效率;增大传质膜面积能够显著提升循环液氨氮脱除率.提出了分离NH3在燃煤电厂的多种资源化回用途径,为膜接触器的工程化应用提供参考.

基于SOFC尾气供热的甲烷重整制氢反应器模拟及实验研究

设计了一种千瓦级新型甲烷重整制氢反应器,采用固态氧化物燃料电池尾气供热,充分利用尾气中的余热和可燃成分,构成紧凑的高效天然气发电系统。采用计算流体力学(CFD)对反应器内燃烧及重整反应进行了数值模拟,结果表明:固态氧化物燃料电池阳极和阴极尾气能够在反应器中稳定燃烧,形成1 486℃高温火焰,为甲烷水蒸气重整反应供热;重整管内水蒸气和甲烷体积分数沿程不断降低,由于水蒸气过量,出口处水蒸气体积分数为35%,出口氢气体积分数为45%,甲烷转化率达到90%左右;镍催化剂具有很高的导热系数,因此重整管内外温差小于15℃;利用实验获得了反应器内温度、甲烷体积分数及甲烷转化率等数据,对比模拟结果验证了数值模拟的准确性。

煤化工废水的盐分对两种高级氧化技术的影响试验研究

本文以浙能新天煤化工废水零排放系统为例,通过现场实际废水中试,对不同盐分废水进行两种高级氧化的平行实验,结合催化反应机制对结果进行了讨论,文章指出应根据处理废水的盐分选择高级氧化技术,低含盐处理段可以采用以羟基自由基为主的臭氧高级氧化,催化剂可以选择铝基和碳基,采用碳基催化剂对有机物的去除效率较高;高盐废水采用非自由基为主的过硫酸盐高级氧化和碳基催化剂,可以使有机物的去除效率更高,实验结果为废水高级氧化系统设计提供参考。

“双碳”背景下浙江省核能供热可行性探讨

浙江省供热需求迫切,传统供热方式不适合浙江省能源发展现状。通过分析浙江省供热需求、梳理当前能源发展情况,发现浙江省核能供热优势突出。基于浙江省核能产业发展基础和核能供热应用实践,可以得出在浙江省开展核能供热具有可行性。建议加强核能科普宣传,分步推进核能供热示范建设,促进浙江省核能供热的实施。

浙江省区域式综合能源重点实施产业研究

本文利用区位熵与熵值法构建了一套评价指标体系,分析了浙江省十大重点传统制造业,最终确定化纤、纺织、化工、造纸为浙江省区域式综合能源的重点实施对象,对促进综合能源发展、推动相关项目落地具有较好的参考价值,同时对其他区域式综合能源的重点实施对象筛选具有一定的借鉴意义。

燃煤电厂除渣系统抑垢研究

以浙江某330MW燃煤电厂为例,对湿式除渣系统的渣、水平衡进行统计,分析了常用水质、垢样成分,并提出通过增加除渣系统溢流的方式实现抑垢目的。结果表明:渣水溢流的方式可以有效缓解捞渣机内换热器结垢,达到抑垢的目的,避免换热器因换热效率下降影响锅炉效率。

基于SBM技术的发电设备故障预警系统研究

发电设备常规的监测手段均采用绝对值报警,当运行参数超过设定值时产生报警提示。这种单一的监测手段难以及时发现设备的早期征兆并对其发展趋势进行跟踪,最终导致被迫停机。为此提出基于相似性原理(SBM)的建模技术,将实际设备运行数据通过数学分析的方法,建立与实际设备相似的模型矩阵。将实际运行值与模型计算出的估计值进行比较,超过预设的偏差值即出现报警。在线展示系统参数的动态变化过程,反映系统运行的健康状态,并及时提醒维护人员进行设备维护;此外通过实例介绍了该系统的实际运用效果。

阀门内漏识别及内漏速率量化技术研究

阀门作为天然气管线的关键部件,若发生内漏会带来经济损失及生产安全隐患。因此,阀门内漏的有效诊断及内漏速率的准确量化具有重大意义。针对复杂背景噪声下内漏诊断效率不高的问题,以内漏信号和非泄漏噪声信号的功率谱密度图作为输入,构建了阀门内漏卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)识别模型;针对物理理论及浅层网络模型在多工况阀门内漏数据上存在量化误差大的问题,构建了阀门内漏速率深度信念网络(deep belief network, DBN)量化回归模型,并与支持向量回归机、BP神经网络等模型进行了对比研究。研究结果表明:所构建模型的内漏识别准确率及内漏速率量化平均绝对百分比误差分别为99%和9.101 2,证实了所构建模型的高效性,为阀门内漏诊断与评价开拓了新的研究方向。

基于CiteSpace的能源系统优化调度研究热点与趋势分析

能源系统优化调度对保证能源供需平衡有重要作用。对30余年国内外该领域发展状况、热点及趋势的量化对比,通过CiteSpace软件对1990—2022年CNKI和WoS数据库的能源系统优化调度进行分析。结果表明:该领域虽处于常规科学阶段但文献具有高增速,国内文献增速较国际快且机构间交流密切;国外热点为微电网的优化算法、不确定性和稳定性控制,综合能源系统的含储能动态调度,调度技术的强化学习和博弈论;国内热点趋势为微电网的算法-动态优化/双层优化/分时电价-多智能体-需求侧管理-深度学习及综合能源系统的不确定性-能源集线器-电转气-综合需求响应-数据驱动-碳交易、碳捕集和强化学习等。由分析结果可见,启发式算法和深度学习等在未来大规模能源系统下有望实现研究范式转变。

基于ZigBee技术高压开关柜温度在线监测系统研究

为了解决高压开关柜触头温度在线监测的实时通信、远程测控、低功耗和低成本等问题,以荧光式光纤测温传感器为基础,结合ZigBee短距离无线通信及RS485总线网络,设计一种高压开关柜温度在线监测系统。通过温度传感器分节点、ZigBee协调器节点和远程监控主站的软硬件设计,实现了温度数据的实时采集、无线传输和集中控制等功能。实测数据对比分析表明,在线监测系统实测数据的误差和温升变化率均满足高压电气设备温度监测应用需求,系统集成封装功能完备,应用效果好。

燃煤电厂末端废水调质与干化技术研究及其工程示范

为了顺应燃煤电厂对废水零排放的需求,实现燃煤电厂末端废水合理处理,在分析梳理末端废水水质与现有零排放处理工艺的基础上,对燃煤电厂末端废水调质及干化技术进行了研究与探讨。研究了含盐雾滴的干燥过程及其影响因素,通过比选雾化方式和烟气分配方式,最终确定了以烟气旁路干化的方式来处理末端废水的技术,并进行了工程应用,完成了工程示范项目,并对其工程效果和运行经济性进行了评估。

电厂脱硫废水蒸发处理技术的数值模拟研究

对某电厂1000 MW机组旁路烟道脱硫废水干燥塔进行了数值模拟研究,得到内部流场和液滴蒸发情况,并探索了运行参数的影响规律。设计工况时,塔内上部存在烟气的环状射流,形成回流卷吸,促进了液滴蒸发。蒸发过程主要在干燥塔中上部空间内完成,液滴轨迹分布合理,未见贴壁现象。当废水处理量增大时,所需的烟气量增加,使干燥塔阻力升高,液滴蒸发所需的时间和距离增加。作为热源的高温烟气温度对蒸发影响很大,当温度降低至315℃时,液滴轨迹较长,约0.22%液滴发生贴壁。另外,雾化参数也很重要,粒径过小时,液滴主要集中在干燥塔中部较小空间,体积利用率低;粒径过大则会使液滴轨迹过于水平扩展,容易发生贴壁。研究结果可为电厂实施脱硫废水零排放提供一定的参考价值。

燃煤烟气碳捕集两相吸收剂开发及其性能研究

化学吸收法捕集燃煤烟气中的CO_(2)是一种有效的降低CO_(2)排放的方式。两相吸收剂与传统有机胺吸收剂相比,能够明显降低捕集过程中的再生能耗,降低捕集成本。开发了一种新型的两相吸收剂,以物理溶剂二乙二醇二甲醚作为分相剂,乙醇胺和羟乙基乙二胺作为主剂,对其吸收再生性能、黏度、水相占比与分相区间进行了测试,将两相分别进行核磁共振光谱分析以确定其组成和分相机理。针对配方中的有机胺成分进行了优化,优化后的吸收剂配方吸收再生性能均优于传统的5 mol/L乙醇胺吸收剂,循环吸收容量可达2.086 mol/kg,99%以上的CO_(2)富集在水相,进入再生塔的吸收剂流量可减少约40%,富水相黏度低于10 mPa·s,理论再生能耗(以CO_(2)计)为2.688 GJ/t,具有良好的工业化应用前景。

燃煤电厂脱硫废水零排放技术研究进展

燃煤发电会产生大量的含硫危害气体,烟气湿法脱硫工艺是燃煤电厂最常使用降低烟气污染的技术,脱硫效果显著,但湿法脱硫产生的废水会造成二次污染,须要进行特殊处理。从烟气脱硫废水的处理现状入手,简述了脱硫废水产生来源、水质特点及其危害,重点介绍了基于蒸发结晶技术和烟气余热干化技术的脱硫废水零排放工艺路线,分析了其核心技术原理及优缺点,比对了其应用效果,并从知识产权角度分析了零排放的技术主体,并展望了脱硫废水零排放技术的发展趋势。

太阳能PV/T集热系统性能优化研究

水工质太阳能PV/T(光伏/光热)集热技术可实现电热联产,应用潜力巨大,但在电热联产能量转化及系统优化方面的研究不够深入。文章采用验证后的TRNSYS模型,对水工质PV/T(光伏/光热)集热器及系统进行了优化研究。结果表明,在基准工况下,优化后的PV/T集热器发电效率、热效率和总效率相比优化前分别相对提升50.22%,27.47%和32.92%。以PV/T集热系统CO_(2)排放最低为优化目标,系统存在最佳工质质量流量、最佳温控器设置温差和最佳水箱体积,优化后的系统在杭州应用时,系统年度热效率、电效率和总效率分别为32.41%,18.65%和51.06%,并且该系统无论耦合电加热还是热泵,在CO_(2)排放或成本上都具有一定竞争性。